浅谈基于视觉感知的船闸监控系统研究与实现

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1、浅谈基于视觉感知的船闸监控系统研究与实现　摘要:针对我国内河航运船闸管理信息化水平不高的现状,设计了一种非接触式船闸监控系统,该系统可实现基于无线传感器网络的船闸启闭控制及水情监测,以及基于视觉感知的船舶吨位测量、船舶过闸收费等功能。为了实现船舶过闸的快速、准确收费,提出一种基于Hu不变矩的船体特征提取和基于多分类支持向量基的船体识别算法。实验结果表明,该算法识别精度较高,可以实现船舶过闸的准确收费。关键词:船闸监控;不变矩;船体识别;支持向量基　　　　ResearchandImplementationofShip-lockMonitoring　　SystemBasedonSVM

2、andVisualPerception　　ZHANGZhuo,ZHANGXue-ation,HohaiUniversity,Changzhou213022,china)　　Abstract:Inthelightofthecurrentstatusthattheinformatizationlevelofinlandnavigationship-lockmanagementisnothigh,anon-contactship-lockcontrolsystemisdesigned,onitoringeasurement,andlockagechargingbasedonvisual

3、perception.Tomakethelockageofshipsfastandlockagechargingaccurate,anovelshiprecognitionalgorithmbasedonHuinvariantmomentsforshipfeatureextractionandsupportvectorbasisformulti-classclassificationisproposed.Experimentalresultsshoethodcanachievethehigh-accuracyidentificationandimplementtheaccurat

4、elockagecharging.Keyonitoring;invariantmoment;shipidentification;supportvectorbasis　　收稿日期:2010-05-20　　　　与其他运输方式相比,内河航运具有运量大,成本低,占地少等显著特点,是煤炭、石油、矿石等大宗物品的主要运输方式,近年来在海运集装箱、金属产品、机械、化学品等运输方面有显著提高。纵观近代世界交通发展历程,内河航运服务经济社会发展的巨大优势凸显,一直处于近代世界交通优先发展地位。随着经济的进一步发展,内河运输量将不断增长,整个内河航运业将面临无限的发展机遇[1]。改革开放以来,我国

5、的内河航运事业得到了飞速的发展,截至2007年底,中国内河航道的通航总里程已经到达13.3万公里,位居世界内河第一。2008年长江干线货运量达到12亿吨,是30年前的29倍,是欧洲莱茵河的3倍,美国密西西比河的2倍,成为世界上货运量最大的通航河流[1]。我国《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》明确提出,“积极发展水路运输,提高内河通航条件,建设长江黄金水道和长江三角洲高等级航道网,推进江海联运”。以此为指导思想,国家和沿江省市更加重视长江黄金水道建设[2]。　　同时,也要清醒地意识到我国的内河航运在运行质量和效率方面,与欧洲莱茵河等水运发达的世界名川相比,现

6、代化程度还有较大的差距[2],具体表现在航道整体运输效率低,船只过闸效率低下,服务效率低下、原始,信息化水平不高等方面。另外,在航运市场上管理存在着严重的漏洞,监管力度不够,船只冒卡、超载情况较为严重,严重危害了内河航运市场的发展和航道设施的安全。将现代信息技术与智能航运理论相结合,实现水资源的合理输送、节制和分配,以及船只过闸和收费的自动化,是我国提高航运信息化水平,实现航运智能化亟待解决的一项重要任务。　　在此,设计了一种非接触式智能化全方位船闸监控系统。该系统集视频、语音、数据通信于一体,远程监控和移动监控互为备份,可以实现基于无线传感器网络的船闸启闭控制、水情监测,以及基

7、于视觉感知的船舶吨位测量、船舶过闸收费等功能。其中,通过视觉感知对船体目标进行快速检测和准确分类,从而针对不同类型的船体按照其对应的标准进行收费,是船闸监控系统的重要设计内容之一。　　1视觉感知船闸监控系统　　针对船闸监控系统的实际应用[3-4],采用如图1所示结构。整个系统分成3个层次:船闸现场环境参数信息采集层、船闸现场监控层和多媒体网络传输层。　图1船闸监控系统结构图　　现场环境监测参数包括水位、闸位、船体数据。水位数据由水位传感器和摄像头采集,闸位和船体数据由摄像头采集。